无线传感器网络技术在分布式电磁探测系统中的应用

对分布式电磁探测系统的主站和子站进行了硬件设计;结合无线传感器网络的拓扑结构和路由算法,构建了分布式电磁探测网络,并利用IAR EW430集成化环境进行子站和主站的软件设计,利用LabVIEW虚拟仪器开发环境进行了上位机的软件设计;通过无线网络技术有效地解决了电磁勘探领域野外工作布线难的问题,提高了野外工作效率;通过激发极化法测量极化率的实验表明,该系统能够可靠地进行测量并传输数据,具有国外同类仪器类似性能。

基于分布式电磁探测系统的无线网络动态聚类路由算法设计

针对地探领域的应用特点,借鉴无线传感器网络组网机制,设计了基于动态聚类的分布式电磁探测系统路由算法。给出了网路节点的数学模型,定义了网路中的评价函数,与传统算法的网络生命周期进行了对比,实验证明动态聚类路由算法能够有效地延长网络生命周期。

基于扩频编码的电磁探测系统研究

输电线路下采空区易造成地表塌陷、地面不均匀沉降等灾害,对地表电力设施构成巨大威胁,对采空区进行有效勘探和评价,能够很大程度降低事故发生的概率。输电线路下采空区相较于一般采空区具有复杂的电磁环境,传统探测方法如高密度电法和瞬变电磁法一般采用加大发射功率的方法来提高信噪比,存在仪器笨重的问题,不利于野外探测。本文基于通信领域扩频编码技术,对发射信号频率进行扩宽处理并结合相关扩频算法,设计一套扩频编码电磁探测系统,该系统能够实现在不加大发射功率的情况下获得较强的抗干扰能力,从而提高探测效率和探测准确度。

基于无线传感器网络的分布式电磁探测系统设计

结合无线传感器网络的拓扑结构和路由算法,构建了分布式电磁探测网络,并利用IAR EW430集成化环境进行子站的软件设计,利用LabVIEW虚拟仪器开发环境进行了上位机的软件设计。通过无线数据传输技术有效地解决了电磁勘探工作野外实验布线难的问题,提高了野外工作效率。实验表明,本系统和国外同类仪器相比具有类似性能。

基于四旋翼飞行器的长导线源时域地空探测系统的研究与实现

本文介绍了一种以四旋翼飞行器为载体的时域地空电磁探测系统。该系统采用Cortex-M3内核处理器,以全差分模拟前端压制电磁干扰,实现了24位低噪声、多通道电磁数据同步采样及存储,实现了一套由四旋翼飞行器搭载的时域电磁接收系统,并通过Wi Fi Mesh网络来进行地面远程监控。该系统具有高效、低成本、勘探深度大和空间分辨率高等优点,为地质勘探提供了一种可靠的新方法。

利用自制SEP电磁观测系统研究祁幔塔格山和西柴达木盆地岩石圈结构

地球物理是开展"深地"探测最重要的技术手段之一,利用高精度装备进行数据观测和实验分析,通过数据处理和信息认识地球内部复杂结构.高端地球物理勘探装备,尤其是电磁勘探装备,长期以来被美国、加拿大、德国等欧美国家垄断,制约了中国"深地"探测技术的发展.中国科学院地质与地球物理研究所联合国内相关科研单位成功研制地面电磁探测(Surface Electromagnetic Prospecting System, SEP)系统.首先,在具有强电磁干扰复杂环境的建三江进行测试对比,确认仪器的稳定性和性能的可靠性;然后,采用SEP系统在柴达木盆地西缘进行深部地质构造的科学观测,数据质量与国际高端装备系统探测结果相当,并探测出更精细的深部地质结构.结果显示,祁曼塔格山之下的上地幔层存在高导异常,表明可能存在一个向北方向的流体通道,通过剖面南端的底部高导层异常推测流体到达了柴达木西部地壳底部.柴达木盆地巨厚的新生代沉积物以一系列的褶皱为特征,其基底是前寒武纪刚性地块.地质-地球物理综合分析发现,青藏高原北部上地壳发生纵弯褶皱是柴达木盆地形成的主要原因,下地壳变形以流变为主.这一认识为青藏高原隆起机制研究提供了较好的地球物理证据.

激励信号类型及周期对线圈聚焦和检测深度的影响

激励信号类型与周期选取是影响瞬变电磁法(TEM)系统检测能力的重要因素。利用时域有限元积分方法对不同激励信号进行仿真,通过发射线圈磁场分布特性与同等深度处磁聚焦效果的对比、分析,确定激励信号类型;根据探测深度与灵敏度依赖于激励信号周期的特性,确定激励信号的最小周期。以此周期为下限,在不同周期下进行仿真,得到接收线圈回波信号变化图与同等深度处的磁通量变化曲线图,对比分析,最终确定周期为500 ms的矩形脉冲作为激励信号较为合适,更有利于磁场能量聚焦与传播的深度。最后对不同厚度的钢板进行仿真,分析回波信号与钢板厚度的关系,为实际瞬变电磁探测系统设计提供理论依据。

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科技热词原子天线当原子被激光激发到高量子态,它们就变得格外敏感,可以化身接收电磁波的天线。利用原子的量子特性,北京量子信息科学研究院研制出目前国际上集成度最高的里德堡原子电磁探测系统,也称作原子天线,利用一种高激发态的原子,实现远超传统金属电线的频谱探测范围和更高的灵敏度。